Mikroskopia U – źródło wiedzy o mikroskopii

Obrazowanie cyfrowe jest coraz częściej stosowane do przechwytywania obrazów w mikroskopii – dziedzinie, która wymaga wysokiej rozdzielczości, wierności kolorów i starannego zarządzania często ograniczonymi warunkami oświetleniowymi. Są to trudne wymagania, nawet dla tradycyjnej fotografii opartej na kliszy, więc dlaczego rozważać obrazowanie cyfrowe? Niniejszy artykuł omawia, jak obrazowanie cyfrowe sprawdza się w tych warunkach i jakie są jego zalety dla mikroskopisty optycznego.

Zilustrowany na Rysunku 1 jest obrazem cyfrowym grubego przekroju jelita myszy barwionego trzema fluoroforami i zarejestrowanego za pomocą cyfrowego systemu kamer Nikon DXM1200 sprzężonego ze stereomikroskopem SMZ1500. Obraz został zarejestrowany przy użyciu kombinacji fluorescencji i techniki oświetlania skośnym koherentnym kontrastem (OCC) opracowanej przez firmę Nikon. Wykonano łącznie cztery integracje, a obraz został skomponowany w programie Photoshop w celu uzyskania wersji końcowej przedstawionej na rysunku.

Dlaczego warto rozważyć obrazowanie cyfrowe?

Należy podkreślić, że jakość obrazu końcowego, zarówno cyfrowego, jak i filmowego, zależy od jakości oryginalnego obrazu mikroskopowego. Bez względu na to, jak dobra jest kamera cyfrowa lub konwencjonalna, nie może ona wyprodukować doskonałych obrazów ze źle skonfigurowanego mikroskopu. Ponadto, zarówno film, jak i cyfrowe systemy obrazowania mogą ujawnić niedoskonałości, które nie są natychmiast widoczne podczas patrzenia przez okular mikroskopu.

Wraz z ogólnym wzrostem w komunikacji elektronicznej, istnieje rzeczywiste zapotrzebowanie na obrazy cyfrowe, które mogą być łatwo przekazywane do szerokiej liczby użytkowników. Obrazy cyfrowe, na przykład, mogą być po prostu wysyłane pocztą elektroniczną w celu konsultacji i dyskusji, włączane do innych dokumentów cyfrowych, eksportowane do systemów analizy obrazu lub umieszczane na stronie internetowej, ponieważ są łatwe do kopiowania, przechowywania i archiwizowania. Można je również łatwo opatrywać adnotacjami za pomocą odpowiedniego oprogramowania w celu umieszczenia ich w prezentacjach lub archiwach. Podczas gdy obrazy fotograficzne mogą być skanowane do komputera w celu uzyskania obrazów cyfrowych – cyfrowe przechwytywanie obrazu od początku oszczędza czas i wysiłek.

Większość aparatów cyfrowych jest na zasadzie „wskaż i kliknij” – mała lub żadna wiedza fotograficzna nie jest potrzebna. Z kolei tradycyjna fotomikrografia wymaga pewnej wiedzy na temat technik fotograficznych. Użytkownicy muszą rozumieć zalety i wady różnych rodzajów klisz fotograficznych, powinni zwracać baczną uwagę na stosowane filtry oraz rozumieć zależności między przysłonami obiektywów, szybkością migawki, głębią ostrości, a w przypadku fotomikrografii kolorowej – temperaturą barwową. Wyniki mogą być zmienne, szczególnie dla nowicjuszy, stąd ważna praktyka „bracketingu” ekspozycji dla krytycznych obrazów, tzn. robienia co najmniej trzech oddzielnych zdjęć, aby upewnić się, że przynajmniej jedno z nich jest udane. To jednak zwiększa koszty filmu i obróbki. Obrazowanie cyfrowe nie ponosi kosztów bieżących – nie ma opłat za film lub przetwarzanie.

Obrazowanie cyfrowe jest niemal natychmiastowe. Większość aparatów posiada ekran LCD, który umożliwia podgląd obrazu, a zdjęcia mogą być szybko przeniesione do komputera. Decyzja o tym, czy zdjęcie jest zadowalające, może być podjęta natychmiast. Film, z drugiej strony, wymaga wywołania i obróbki zanim będzie można go zobaczyć. W tym czasie, temat może już nie istnieć, zwłaszcza w przypadkach, gdy mikroskopistów są nagrywanie dynamicznych wydarzeń w żywych komórek.

Co szukać w Digital Camera

Kamery są dostępne z cyfrowym lub analogowym wyjściem. Dla wyjścia analogowego istnieje kilka różnych standardów, takich jak PAL, NTSC, lub RS-170 i do przesyłania danych istnieją również różne formaty, takie jak RGB, S-VHS lub kompozytowe. Sygnały analogowe przed wysłaniem do komputera muszą być przekształcone w sygnały cyfrowe za pomocą frame grabbera, podczas gdy w kamerze cyfrowej sygnał do komputera jest już w formacie cyfrowym. Zmniejsza to szumy i oczywiście pomija potrzebę stosowania frame grabbera. Sygnały cyfrowe mogą być przesyłane do komputera za pomocą portów szeregowych lub równoległych (oba wolne), USB (szybszy, ale dostępny w prawie wszystkich nowoczesnych komputerach), Fire Wire (szybszy niż USB, ale nie tak rozpowszechniony) lub poprzez karty dla magistrali PCI (najszybszy, szeroko dostępny, ale wymaga instalacji karty).